乾式脱硫方法及び装置
【課題】 高価な、又は特殊な反応剤を使用することなく、ＳＯＸ濃度が高い排ガスを乾式脱硫することができるようにした乾式脱硫方法及び装置を提供する。
【解決手段】 ＳＯＸ濃度が高く、塩素及び／又は塩素化合物をガス成分として含み、存在比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８の排ガスを乾式脱硫するための乾式脱硫方法であって、第一段のバグフィルタ１に導入される上記排ガスに、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤を投入し、第一段の乾式脱硫を行うステップと、該第一段の乾式脱硫を行うステップを経て、第二段のバグフィルタ２に導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行いつつ、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤を投入し、第二段の乾式脱硫を行うステップであって、上記第二段のバグフィルタ２への投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整するようにしたステップとを含むとした。
【解決手段】 ＳＯＸ濃度が高く、塩素及び／又は塩素化合物をガス成分として含み、存在比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８の排ガスを乾式脱硫するための乾式脱硫方法であって、第一段のバグフィルタ１に導入される上記排ガスに、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤を投入し、第一段の乾式脱硫を行うステップと、該第一段の乾式脱硫を行うステップを経て、第二段のバグフィルタ２に導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行いつつ、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤を投入し、第二段の乾式脱硫を行うステップであって、上記第二段のバグフィルタ２への投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整するようにしたステップとを含むとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾式脱硫方法及び装置に関する。具体的には、本発明は、石炭、下水汚泥、産業廃水汚泥、各種産業廃棄物、バイオマス若しくは都市ごみ等の、燃焼炉、焼却炉、熱分解炉、又は溶融炉等から排出される排ガスを浄化するために使用される乾式脱硫方法並びに装置に関する。本発明は、特に排ガス中に含まれる酸性ガス、とりわけ硫黄酸化物（ＳＯＸ）を低温で、かつ乾式で除去できるようにした乾式脱硫方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、廃棄物（ごみ）焼却炉では、投入されたごみを、焼却炉において燃焼用空気で燃焼する。焼却炉からの燃焼排ガスは、炉頂を経てボイラに導かれる。ボイラでは、この排ガスにより給水を加熱して高温・高圧の蒸気を発生する。ボイラにて蒸気を発生することにより熱回収された排ガスは、温度を降下させた後、焼却飛灰等の各種固形物質及び酸性ガスをバグフィルタで除去した後、煙突から排出される。
【０００３】
ここで、バグフィルタで、排ガスを浄化するにあたり、ＨＣｌ、及びＳＯＸ等の酸性ガス成分を中和するための消石灰等の中和剤、並びに珪藻土等の反応助剤が排ガス中に吹き込まれる。反応助剤は、バグフィルタのろ布表面に安定したケーキ層を形成するためのものである。このケーキ層は、酸性ガス成分と共に除去される。ケーキ層が厚くなり、圧力損失が所定値に上昇するタイミングで、逆洗を行う。すなわち、一定の頻度で逆洗を行う。このような方法は、乾式脱硫の一手法であり、都市ごみ焼却炉では、従来から広く行われている。
【０００４】
一方、石炭専焼炉、及び石炭混焼炉での、乾式脱硫を採用する試みに関しては、従来そのために研究開発された脱硫剤はコストがネックとなって、あまり普及していない（引用文献１：特開平１−２８４３２３号公報）。唯一、活性コークス法が実用化されているが再生が難しく、これもまたコスト的に見合わない（引用文献２：特開昭５８−２１３６１４号公報）。
【０００５】
また、下水汚泥焼却炉の乾式脱硫は、脱硫剤を８５０℃前後の高温ゾーンに供給する炉内脱硫が主流であり、低温での乾式脱硫には至っていない（引用文献３：特開２００１−２４８８１７号公報）。
【０００６】
さらに、先に述べた都市ごみ焼却炉では、バグフィルタを用いた手法により、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ反応剤を供給してＨＣｌ（塩化水素）を中和除去する際、同時にＳＯＸ（硫黄酸化物）を除去する方法が普及している。ここで、都市ごみ焼却炉では、排ガス中のＳＯＸ濃度が５０〜６０ｐｐｍと低濃度である。これに対し、ＳＯＸ濃度がはるかに高い石炭専焼炉、石炭混焼炉、又は下水汚泥焼却炉からの排ガスに、このような方法を適用して反応剤を大量に吹き込んでも、ＳＯＸ濃度を十分低減することができなかった。
【０００７】
同様の事情により、ＳＯＸ濃度が、中程度の産業廃水汚泥、又は各種産業廃棄物を対象とした燃焼炉排ガスについても、乾式脱硫は行われていなかった。
【０００８】
重曹等のナトリウム系脱硫剤を使用することも試みられている。しかし、重曹等の薬剤は高価であり、コスト的に見合うものでなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１−２８４３２３号公報
【特許文献２】特開昭５８−２１３６１４号公報
【特許文献３】特開２００１−２４８８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らは、上記事情に対して、鋭意検討した結果、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤、例えば、Ｃａ（ＯＨ）２（消石灰）を反応剤として使用し、高濃度（２００〜８００ｐｐｍ）のＳＯＸを除去することができるようにした乾式脱硫方法及び装置に想到した。すなわち、本発明は、高価な反応剤を使用することなく、ＳＯＸ濃度が高い排ガスを乾式脱硫することができるようにした乾式脱硫方法及び装置を提供することを目的とする。本発明者らは、消石灰など高価でない普通の反応剤を使用した場合何故脱硫に限界があるのか鋭意研究した結果、排ガス中のＨＣｌ、Ｃｌ２（塩素及び／又は塩素化合物）等のＣｌ成分が、ＳＯｘに対して量的にあるレベル以下（モル比でＣｌ／ＳＯＸが０．５以下）になると脱硫反応が急激に減衰することを発見した。そこで、このＣｌを、排ガス又は反応生成物から補填する構成を工夫することにより外部から高価な反応剤を添加することなく、ＳＯＸ濃度が高い排ガスを乾式脱硫することができるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る乾式脱硫方法は、ＳＯＸ濃度が高く、ＨＣｌ、Ｃｌ２（塩素及び／又は塩素化合物）等のガス成分を含む排ガスを乾式脱硫するため、存在比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８で好適には１以上の排ガスを乾式脱硫するための乾式脱硫方法であって、第一段のバグフィルタに導入される上記排ガスに、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤を投入し、第一段の乾式脱硫を行うステップと、該第一段の乾式脱硫を行うステップを経て、第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行いつつ、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤を投入し、第二段の乾式脱硫を行うステップであって、上記第二段のバグフィルタへの投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整するようにしたステップとを含むことを特徴とする。
本発明に係る乾式脱流方法では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタに導入される排ガスの一部をバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスすることにより、上記第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行うことができる。
【００１２】
本発明に係る乾式脱流方法では、その一実施の形態で、上記第二段のバグフィルタに、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤に加え、重曹を投入することとしてもよい。
また、本発明に係る乾式脱硫方法では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタの後流に設けられたＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計による検出結果に基づき、上記第一段のバグフィルタから排ガスをバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスされる排ガスのバイパス量を決定することとしている。
【００１３】
また、本発明に係る乾式脱硫方法では、その一実施の形態で、上記第二段のバグフィルタの後流に設けられたＳＯＸ濃度計で検出されるＳＯＸ濃度が、計画値を下回るように、上記第二段のバグフィルタへのＣａ（カルシウム）系アルカリ剤の供給量を制御することとしている。
また、本発明に係る乾式脱硫方法では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタの下部から排出されるバグフィルタ捕集灰の一部を抜き出し、上記第二段のバグフィルタの上流で排ガス中に供給することとしている。
【００１４】
また、本発明に係る乾式脱硫方法では、その一実施の形態で、上流の燃焼炉に、ごみ燃料、アルカリ土類金属塩化物、及びアルカリ塩化物から選ばれた少なくとも一種を投入することとしている。
【００１５】
また、本発明に係る乾式脱硫方法では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタを経た排ガスが、上記第二段のバグフィルタに導入する前に、第一段のバグフィルタで捕集した灰（捕集灰という）を投入し、第一段のバグフィルタからバイパスして排ガスを供給しないこととしている。
【００１６】
本発明に係る乾式脱硫装置は、ＳＯＸ濃度が高く、ＨＣｌ、Ｃｌ２（塩素及び／又は塩素化合物）等のガス成分を含み、存在比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８で好適には１以上の排ガスを乾式脱硫するための乾式脱硫装置であって、導入される上記排ガスに、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤が投入され、第一段の乾式脱硫を行う第一段のバグフィルタと、第一段の乾式脱硫を経て導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行いつつ、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤が投入され、第二段の乾式脱硫を行う第二段のバグフィルタとを備え、上記第二段のバグフィルタへの投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整するように構成してなることを特徴とする。
本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタを経た排ガスをバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスすることにより、上記第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行うことができる。
【００１７】
本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第二段のバグフィルタが、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤に加え、重曹を投入されることとしてもよい。
また、本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタの後流にＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計を設け、ＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計による検出結果に基づき、上記第一段のバグフィルタをバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスされる排ガスのバイパス量を決定することとしている。
【００１８】
また、本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第二段のバグフィルタの後流にＳＯＸ濃度計を備え、ＳＯＸ濃度計で検出されるＳＯＸ濃度が、計画値を下回るように、上記第二段のバグフィルタへのＣａ（カルシウム）系アルカリ剤の供給量を制御することとしている。
また、本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタの下部から排出されるバグフィルタ捕集灰の一部を抜き出し、上記第二段のバグフィルタの上流で排ガス中に供給するラインを備えることとしている。
【００１９】
また、本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上流の燃焼炉に、ごみ燃料、アルカリ土類金属塩化物、及びアルカリ塩化物から選ばれた少なくとも一種を投入することとしている。
【００２０】
また、本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタを経た排ガスが、上記第二段のバグフィルタに導入する前に、第一段のバグフィルタで捕集された灰を投入するラインを備え、排ガスをバイパスして供給しないこととしている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高価な反応剤を使用することなく、ＳＯＸ濃度が高い排ガスを乾式脱硫することができるようにした乾式脱硫方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第１の実施の形態を示す概念図である。
【図２】脱硫率と、モル比でＣｌ／ＳＯＸの相関関係を示すグラフである。
【図３】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第２の実施の形態を示す概念図である。
【図４】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第３の実施の形態を示す概念図である。
【図５】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第４の実施の形態を示す概念図である。
【図６】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第５の実施の形態を示す概念図である。
【図７】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第６の実施の形態を示す概念図である。
【図８】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第７の実施の形態を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、添付図面に示した実施の形態を参照しながら、本発明に係る乾式脱硫方法及び装置を説明する。
第1の実施の形態
図１に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第１の実施の形態を概念的に示す。この第１の実施の形態に係る装置の構成を説明しつつ、同時に、第１の実施の形態に係る乾式脱硫方法を説明する。
第１の実施の形態に係る乾式脱硫装置は、第一段のバグフィルタ１と、第二段のバグフィルタ２とを備える。
【００２４】
排ガスは、上流側に位置する第一段のバグフィルタ１に導入される。
本発明では、本実施の形態も含めて、石炭、下水汚泥、産業廃水汚泥、各種産業廃棄物、バイオマス若しくは都市ごみ等の、燃焼炉、焼却炉、熱分解炉、又は溶融炉等から排出される排ガスを処理対象とする。さらに、本発明では、このような排ガスのうち、特にＳＯＸ濃度が高いものを処理対象とする。本発明の処理対象となる排ガスについて、ＳＯＸ濃度の範囲としては、具体的に２００〜８００ｐｐｍのものを想定している。
またさらに、第一段のバグフィルタ１に導入される排ガスは、存在比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８であるか、又は、そのような存在比となるように予め調整されたものである。なお、存在比は、より好適には、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞１である。
また、このような処理対象となる排ガスの温度範囲は、１５０〜２４０℃であり、より好適には１６０〜２２０℃である。
【００２５】
第一段のバグフィルタ１には、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤がライン３から投入される（吹き込まれる）。このＣａ（カルシウム）系アルカリ剤は、ＨＣｌ、及びＳＯＸ等の酸性ガス成分を中和するための中和剤として投入される。Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤は、一般的には、Ｃａ（ＯＨ)２（消石灰）である。
【００２６】
さらに、第一段のバグフィルタ１に導入される排ガスには、一般的に中和剤に加え、珪藻土等の反応助剤もライン４から投入される（吹き込まれる）。
反応助剤は、バグフィルタのろ布表面に安定したケーキ層を形成するためのものである。このケーキ層は、酸性ガス成分と共に除去される。すなわち、第一段のバグフィルタ１では、反応助剤によって、ろ布表面に安定したケーキ層が形成される。一方、中和剤は、排ガス中のＨＣｌ、ＳＯＸと反応し、このケーキ層に取り込まれる。ケーキ層はろ布から適宜のタイミングで剥離し、回収される。これによって、酸性ガス成分が除去される。
【００２７】
第一段のバグフィルタ１を経た排ガスは、第二段のバグフィルタ２に導入される。この排ガスにも、同様にライン５から同様の中和剤、ライン６から同様の反応助剤が投入される。加えて、この排ガス中には、第一段のバグフィルタ１をバイパスした一部の排ガスが、バイパスライン７から導入される。
【００２８】
第二段のバグフィルタ２でも、反応助剤によって、ろ布表面に安定したケーキ層が形成される。一方、中和剤は、排ガス中のＨＣｌ、ＳＯＸと反応し、このケーキ層に取り込まれる。ケーキ層はろ布から適宜のタイミングで剥離し、回収される。これによって、酸性ガス成分が除去される。
【００２９】
以上のような除去手順で脱硫が行われる。
ここで、第一段のバグフィルタ１に導入される排ガスは、存在比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８のもの、より好適にはＣｌ／ＳＯＸ＞１のものを対象としている。これは、先に述べたように、バグフィルタのケーキ層中でＳＯｘがＣａ系アルカリ剤と固気反応するにはＣｌの存在が不可欠であるからであり、少なくともＣｌの存在は以下に示す実験的事実から、少なくともＣｌ／ＳＯＸ比が高効率脱硫では０．８以上必要であることが判ったからである。
これに関連して、図２に、本発明者らが得た知見を概念的に示した特性を示す。
図２で、縦軸は、脱硫率、横軸は、存在比（Ｃｌ／ＳＯＸ）である。この図から了解されるように、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８の範囲で、脱硫率が７０〜８０％であり、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞１の範囲であれば、脱硫率が９０％に達する。一方、このモル比が０．５以下になると脱硫反応が急激に減衰しており、０．５が臨界点であることがわかる。なお、ここでの脱硫率は、排ガス温度：１６０℃、ろ過速度：０．８ｍ／ｍｉｎ、ＳＯｘ：１００〜５００ｐｐｍ、Ｃａ（ＯＨ）２当量比：２．５とした条件での脱硫率である。
なおまた、存在比をＣｌ／ＳＯＸ＞４とすることにより、９５〜９８％の脱流率を期待することができる。存在比Ｃｌ／ＳＯＸは、大きければ大きいほど、脱硫率の上昇が見込まれる。しかし、Ｃｌ／ＳＯＸ＞４とすることにより、９５〜９８％の脱硫率が見込まれることから、採用の上限を例えば、Ｃｌ／ＳＯＸ＝５のようにと設定することができる。実用的には、第一段のバグフィルタ１に導入される排ガスは、０．８＜Ｃｌ／ＳＯＸ＜２．５の範囲で運用すれば、安定した脱硫性能を維持することができる。
図２で観測されるような事実に関しては、ＣａがＣｌと反応し、すみやかに形成されるＣａＣｌ２粒子が、何らかの機序によって、ＳＯＸとＣａとの反応を促進していることが推測される。けだし、Ｃｌが存在しない系での脱硫率は、１０％に満たないことを経験しているためである。
【００３０】
図２で概念的に示されるような傾向に従って、第一段のバグフィルタ１での脱硫が行われる。
例えば、１０００ｐｐｍのＨＣｌ、５００ｐｐｍのＳＯＸが存在する排ガスの場合、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＝２である。第一段のバグフィルタ１の出口でＨＣｌ：２０ｐｐｍ、ＳＯＸ：５０ｐｐｍに低減することができたとする。このような出口段階の排ガスでは、モル比（Ｃｌ／ＳＯＸ）が０．５に満たず、脱硫率は低下している。
【００３１】
そこで、先に説明したように第一段のバグフィルタ１をバイパスした一部の排ガスを、バイパスライン７から、第二段のバグフィルタ２に導入する。
バイパス率を１０％とすると、第二段のバイパスフィルタの入口で、モル比Ｃｌ／ＳＯＸが１．２となり、Ｃｌ／ＳＯＸ＞０．５を満足し、好適な範囲に脱硫率を維持することができる。これによって、第二段のバグフィ２の出口で、ＨＣｌ：２ｐｐｍ以下、ＳＯＸ：１０ｐｐｍとすることができる。このようにして、ＳＯＸの濃度を極低濃度とすることができる。
なお、一般的に、第二段のバグフィルタ２の入口で、Ｃｌ／ＳＯＸ＞０．５〜２．０とすることが好適である。
【００３２】
第２の実施の形態
図３に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第２実施の形態を概念的に示す。
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と装置構成は、ほぼ同様である。第１の実施の形態と相違する点は、第二段のバグフィルタに対し、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤に加え、重曹を投入している点である。
特段の深度脱硫を行うことが要求される場合に、この手法を採用することができる。重曹の添加割合は、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤と重曹との合計に対し、０．１〜０．５（量基準）の範囲である。
【００３３】
第３の実施の形態
図４に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第３実施の形態を概念的に示す。
第３の実施の形態では、第１又は第２の実施の形態の装置構成に対し、第一段のバグフィルタ１の後流に、ＳＯＸ濃度計８と、ＨＣｌ濃度計９とを設置している。第３の実施の形態では、これらの濃度計８、９での検出結果に基づき、モル比Ｃｌ／ＳＯＸが所定の範囲に維持されるように、ライン７からの排ガスのバイパス量を決定し、コントロールバルブ１０を制御するようにしている。
第二段のバグフィルタ２に導入される排ガス中のモル比Ｃｌ／ＳＯＸを０．５〜２．０の範囲に保つことにより、高い脱硫率を得ることができる。
【００３４】
第４の実施の形態
図５に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第４実施の形態を概念的に示す。
第４の実施の形態では、第１〜第３のいずれかの実施の形態の装置構成に対し、第二段のバグフィルタ２の後流に、ＳＯＸ濃度計１１を設けている。なお、ＳＯＸ濃度計８、ＨＣｌ濃度計９、及びコントロールバルブ１０は、第１〜第３の実施の形態に応じて備えることができ、図中では省略している。
第４の実施の形態では、ＳＯＸ濃度計１１で検出されるＳＯＸ濃度が、計画値を下回るように、コントロールバルブ１２の開度を制御し、第二段のバグフィルタ２へのＣａ（カルシウム）系アルカリ剤の供給量を制御する。
これによって、安定して高い脱硫率を得ることができる。
【００３５】
第５の実施の形態
図６に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第５実施の形態を概念的に示す。
第５の実施の形態では、第１〜第４のいずれかの実施の形態の装置構成に対し、第一段のバグフィルタ１の下部から排出されるバグフィルタ捕集灰の一部を抜き出し、第二段のバグフィルタ２の上流で排ガス中に供給することとしている。そのための供給ライン１３を備えている。捕集灰中に含まれるＣａＣl２を活用し、これによって、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤の使用量を低減することとしている。
なお、ＳＯＸ濃度計８、１１、ＨＣｌ濃度計９、コントロールバルブ１０、１２も第１〜第４の形態に応じて備えることができ、図中では省略している。
【００３６】
第６の実施の形態
図７に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第６実施の形態を概念的に示す。
第６の実施の形態では、第１〜５のうち、いずれかの実施の形態に係る装置構成において、上流の燃焼炉１４に、ＲＤＦ（Refuse Derived Fuel、ごみ燃料）、アルカリ土類金属塩化物、及びアルカリ塩化物から選ばれた少なくとも一種を投入することとしている。これによってＨＣｌガスの濃度を補足することができる。
なお、図７は、図１の実施の形態に相当するもののみ、代表的に図示している。
【００３７】
第７の実施の形態
図８に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第７実施の形態を概念的に示す。
第７の実施の形態は、第１の実施の形態で設けたバイパスライン７を設けず、捕集灰の供給ライン１３のみを設けている。第７の実施の形態では、捕集灰中に含まれる反応性生物ＣａＣｌ２を活用することによって、上記第二段のバグフィルタへの投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整する。
なお、第７実施の形態でも、ＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計を第一段のバグフィルタの後流に設け、コントロールバルブを備えることにより、第３の実施の形態と同様の制御を行うことができる。また、ＳＯＸ濃度計を第二段のバグフィルタの後流に設け、コントロールバルブを備えることにより、第４の実施の形態と同様の制御を行うことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 第一段のバグフィルタ
２ 第二段のバグフィルタ
３、４、５、６、７ ライン
８、１１ ＳＯＸ濃度計
９ ＨＣｌ濃度計
１０、１２ コントロールバルブ
１３ 捕集灰供給ライン
１４ 燃焼炉
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾式脱硫方法及び装置に関する。具体的には、本発明は、石炭、下水汚泥、産業廃水汚泥、各種産業廃棄物、バイオマス若しくは都市ごみ等の、燃焼炉、焼却炉、熱分解炉、又は溶融炉等から排出される排ガスを浄化するために使用される乾式脱硫方法並びに装置に関する。本発明は、特に排ガス中に含まれる酸性ガス、とりわけ硫黄酸化物（ＳＯＸ）を低温で、かつ乾式で除去できるようにした乾式脱硫方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、廃棄物（ごみ）焼却炉では、投入されたごみを、焼却炉において燃焼用空気で燃焼する。焼却炉からの燃焼排ガスは、炉頂を経てボイラに導かれる。ボイラでは、この排ガスにより給水を加熱して高温・高圧の蒸気を発生する。ボイラにて蒸気を発生することにより熱回収された排ガスは、温度を降下させた後、焼却飛灰等の各種固形物質及び酸性ガスをバグフィルタで除去した後、煙突から排出される。
【０００３】
ここで、バグフィルタで、排ガスを浄化するにあたり、ＨＣｌ、及びＳＯＸ等の酸性ガス成分を中和するための消石灰等の中和剤、並びに珪藻土等の反応助剤が排ガス中に吹き込まれる。反応助剤は、バグフィルタのろ布表面に安定したケーキ層を形成するためのものである。このケーキ層は、酸性ガス成分と共に除去される。ケーキ層が厚くなり、圧力損失が所定値に上昇するタイミングで、逆洗を行う。すなわち、一定の頻度で逆洗を行う。このような方法は、乾式脱硫の一手法であり、都市ごみ焼却炉では、従来から広く行われている。
【０００４】
一方、石炭専焼炉、及び石炭混焼炉での、乾式脱硫を採用する試みに関しては、従来そのために研究開発された脱硫剤はコストがネックとなって、あまり普及していない（引用文献１：特開平１−２８４３２３号公報）。唯一、活性コークス法が実用化されているが再生が難しく、これもまたコスト的に見合わない（引用文献２：特開昭５８−２１３６１４号公報）。
【０００５】
また、下水汚泥焼却炉の乾式脱硫は、脱硫剤を８５０℃前後の高温ゾーンに供給する炉内脱硫が主流であり、低温での乾式脱硫には至っていない（引用文献３：特開２００１−２４８８１７号公報）。
【０００６】
さらに、先に述べた都市ごみ焼却炉では、バグフィルタを用いた手法により、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ反応剤を供給してＨＣｌ（塩化水素）を中和除去する際、同時にＳＯＸ（硫黄酸化物）を除去する方法が普及している。ここで、都市ごみ焼却炉では、排ガス中のＳＯＸ濃度が５０〜６０ｐｐｍと低濃度である。これに対し、ＳＯＸ濃度がはるかに高い石炭専焼炉、石炭混焼炉、又は下水汚泥焼却炉からの排ガスに、このような方法を適用して反応剤を大量に吹き込んでも、ＳＯＸ濃度を十分低減することができなかった。
【０００７】
同様の事情により、ＳＯＸ濃度が、中程度の産業廃水汚泥、又は各種産業廃棄物を対象とした燃焼炉排ガスについても、乾式脱硫は行われていなかった。
【０００８】
重曹等のナトリウム系脱硫剤を使用することも試みられている。しかし、重曹等の薬剤は高価であり、コスト的に見合うものでなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１−２８４３２３号公報
【特許文献２】特開昭５８−２１３６１４号公報
【特許文献３】特開２００１−２４８８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らは、上記事情に対して、鋭意検討した結果、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤、例えば、Ｃａ（ＯＨ）２（消石灰）を反応剤として使用し、高濃度（２００〜８００ｐｐｍ）のＳＯＸを除去することができるようにした乾式脱硫方法及び装置に想到した。すなわち、本発明は、高価な反応剤を使用することなく、ＳＯＸ濃度が高い排ガスを乾式脱硫することができるようにした乾式脱硫方法及び装置を提供することを目的とする。本発明者らは、消石灰など高価でない普通の反応剤を使用した場合何故脱硫に限界があるのか鋭意研究した結果、排ガス中のＨＣｌ、Ｃｌ２（塩素及び／又は塩素化合物）等のＣｌ成分が、ＳＯｘに対して量的にあるレベル以下（モル比でＣｌ／ＳＯＸが０．５以下）になると脱硫反応が急激に減衰することを発見した。そこで、このＣｌを、排ガス又は反応生成物から補填する構成を工夫することにより外部から高価な反応剤を添加することなく、ＳＯＸ濃度が高い排ガスを乾式脱硫することができるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る乾式脱硫方法は、ＳＯＸ濃度が高く、ＨＣｌ、Ｃｌ２（塩素及び／又は塩素化合物）等のガス成分を含む排ガスを乾式脱硫するため、存在比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８で好適には１以上の排ガスを乾式脱硫するための乾式脱硫方法であって、第一段のバグフィルタに導入される上記排ガスに、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤を投入し、第一段の乾式脱硫を行うステップと、該第一段の乾式脱硫を行うステップを経て、第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行いつつ、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤を投入し、第二段の乾式脱硫を行うステップであって、上記第二段のバグフィルタへの投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整するようにしたステップとを含むことを特徴とする。
本発明に係る乾式脱流方法では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタに導入される排ガスの一部をバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスすることにより、上記第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行うことができる。
【００１２】
本発明に係る乾式脱流方法では、その一実施の形態で、上記第二段のバグフィルタに、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤に加え、重曹を投入することとしてもよい。
また、本発明に係る乾式脱硫方法では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタの後流に設けられたＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計による検出結果に基づき、上記第一段のバグフィルタから排ガスをバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスされる排ガスのバイパス量を決定することとしている。
【００１３】
また、本発明に係る乾式脱硫方法では、その一実施の形態で、上記第二段のバグフィルタの後流に設けられたＳＯＸ濃度計で検出されるＳＯＸ濃度が、計画値を下回るように、上記第二段のバグフィルタへのＣａ（カルシウム）系アルカリ剤の供給量を制御することとしている。
また、本発明に係る乾式脱硫方法では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタの下部から排出されるバグフィルタ捕集灰の一部を抜き出し、上記第二段のバグフィルタの上流で排ガス中に供給することとしている。
【００１４】
また、本発明に係る乾式脱硫方法では、その一実施の形態で、上流の燃焼炉に、ごみ燃料、アルカリ土類金属塩化物、及びアルカリ塩化物から選ばれた少なくとも一種を投入することとしている。
【００１５】
また、本発明に係る乾式脱硫方法では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタを経た排ガスが、上記第二段のバグフィルタに導入する前に、第一段のバグフィルタで捕集した灰（捕集灰という）を投入し、第一段のバグフィルタからバイパスして排ガスを供給しないこととしている。
【００１６】
本発明に係る乾式脱硫装置は、ＳＯＸ濃度が高く、ＨＣｌ、Ｃｌ２（塩素及び／又は塩素化合物）等のガス成分を含み、存在比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８で好適には１以上の排ガスを乾式脱硫するための乾式脱硫装置であって、導入される上記排ガスに、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤が投入され、第一段の乾式脱硫を行う第一段のバグフィルタと、第一段の乾式脱硫を経て導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行いつつ、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤が投入され、第二段の乾式脱硫を行う第二段のバグフィルタとを備え、上記第二段のバグフィルタへの投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整するように構成してなることを特徴とする。
本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタを経た排ガスをバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスすることにより、上記第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行うことができる。
【００１７】
本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第二段のバグフィルタが、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤に加え、重曹を投入されることとしてもよい。
また、本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタの後流にＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計を設け、ＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計による検出結果に基づき、上記第一段のバグフィルタをバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスされる排ガスのバイパス量を決定することとしている。
【００１８】
また、本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第二段のバグフィルタの後流にＳＯＸ濃度計を備え、ＳＯＸ濃度計で検出されるＳＯＸ濃度が、計画値を下回るように、上記第二段のバグフィルタへのＣａ（カルシウム）系アルカリ剤の供給量を制御することとしている。
また、本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタの下部から排出されるバグフィルタ捕集灰の一部を抜き出し、上記第二段のバグフィルタの上流で排ガス中に供給するラインを備えることとしている。
【００１９】
また、本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上流の燃焼炉に、ごみ燃料、アルカリ土類金属塩化物、及びアルカリ塩化物から選ばれた少なくとも一種を投入することとしている。
【００２０】
また、本発明に係る乾式脱硫装置では、その一実施の形態で、上記第一段のバグフィルタを経た排ガスが、上記第二段のバグフィルタに導入する前に、第一段のバグフィルタで捕集された灰を投入するラインを備え、排ガスをバイパスして供給しないこととしている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高価な反応剤を使用することなく、ＳＯＸ濃度が高い排ガスを乾式脱硫することができるようにした乾式脱硫方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第１の実施の形態を示す概念図である。
【図２】脱硫率と、モル比でＣｌ／ＳＯＸの相関関係を示すグラフである。
【図３】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第２の実施の形態を示す概念図である。
【図４】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第３の実施の形態を示す概念図である。
【図５】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第４の実施の形態を示す概念図である。
【図６】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第５の実施の形態を示す概念図である。
【図７】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第６の実施の形態を示す概念図である。
【図８】本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第７の実施の形態を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、添付図面に示した実施の形態を参照しながら、本発明に係る乾式脱硫方法及び装置を説明する。
第1の実施の形態
図１に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第１の実施の形態を概念的に示す。この第１の実施の形態に係る装置の構成を説明しつつ、同時に、第１の実施の形態に係る乾式脱硫方法を説明する。
第１の実施の形態に係る乾式脱硫装置は、第一段のバグフィルタ１と、第二段のバグフィルタ２とを備える。
【００２４】
排ガスは、上流側に位置する第一段のバグフィルタ１に導入される。
本発明では、本実施の形態も含めて、石炭、下水汚泥、産業廃水汚泥、各種産業廃棄物、バイオマス若しくは都市ごみ等の、燃焼炉、焼却炉、熱分解炉、又は溶融炉等から排出される排ガスを処理対象とする。さらに、本発明では、このような排ガスのうち、特にＳＯＸ濃度が高いものを処理対象とする。本発明の処理対象となる排ガスについて、ＳＯＸ濃度の範囲としては、具体的に２００〜８００ｐｐｍのものを想定している。
またさらに、第一段のバグフィルタ１に導入される排ガスは、存在比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８であるか、又は、そのような存在比となるように予め調整されたものである。なお、存在比は、より好適には、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞１である。
また、このような処理対象となる排ガスの温度範囲は、１５０〜２４０℃であり、より好適には１６０〜２２０℃である。
【００２５】
第一段のバグフィルタ１には、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤がライン３から投入される（吹き込まれる）。このＣａ（カルシウム）系アルカリ剤は、ＨＣｌ、及びＳＯＸ等の酸性ガス成分を中和するための中和剤として投入される。Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤は、一般的には、Ｃａ（ＯＨ)２（消石灰）である。
【００２６】
さらに、第一段のバグフィルタ１に導入される排ガスには、一般的に中和剤に加え、珪藻土等の反応助剤もライン４から投入される（吹き込まれる）。
反応助剤は、バグフィルタのろ布表面に安定したケーキ層を形成するためのものである。このケーキ層は、酸性ガス成分と共に除去される。すなわち、第一段のバグフィルタ１では、反応助剤によって、ろ布表面に安定したケーキ層が形成される。一方、中和剤は、排ガス中のＨＣｌ、ＳＯＸと反応し、このケーキ層に取り込まれる。ケーキ層はろ布から適宜のタイミングで剥離し、回収される。これによって、酸性ガス成分が除去される。
【００２７】
第一段のバグフィルタ１を経た排ガスは、第二段のバグフィルタ２に導入される。この排ガスにも、同様にライン５から同様の中和剤、ライン６から同様の反応助剤が投入される。加えて、この排ガス中には、第一段のバグフィルタ１をバイパスした一部の排ガスが、バイパスライン７から導入される。
【００２８】
第二段のバグフィルタ２でも、反応助剤によって、ろ布表面に安定したケーキ層が形成される。一方、中和剤は、排ガス中のＨＣｌ、ＳＯＸと反応し、このケーキ層に取り込まれる。ケーキ層はろ布から適宜のタイミングで剥離し、回収される。これによって、酸性ガス成分が除去される。
【００２９】
以上のような除去手順で脱硫が行われる。
ここで、第一段のバグフィルタ１に導入される排ガスは、存在比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８のもの、より好適にはＣｌ／ＳＯＸ＞１のものを対象としている。これは、先に述べたように、バグフィルタのケーキ層中でＳＯｘがＣａ系アルカリ剤と固気反応するにはＣｌの存在が不可欠であるからであり、少なくともＣｌの存在は以下に示す実験的事実から、少なくともＣｌ／ＳＯＸ比が高効率脱硫では０．８以上必要であることが判ったからである。
これに関連して、図２に、本発明者らが得た知見を概念的に示した特性を示す。
図２で、縦軸は、脱硫率、横軸は、存在比（Ｃｌ／ＳＯＸ）である。この図から了解されるように、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．８の範囲で、脱硫率が７０〜８０％であり、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞１の範囲であれば、脱硫率が９０％に達する。一方、このモル比が０．５以下になると脱硫反応が急激に減衰しており、０．５が臨界点であることがわかる。なお、ここでの脱硫率は、排ガス温度：１６０℃、ろ過速度：０．８ｍ／ｍｉｎ、ＳＯｘ：１００〜５００ｐｐｍ、Ｃａ（ＯＨ）２当量比：２．５とした条件での脱硫率である。
なおまた、存在比をＣｌ／ＳＯＸ＞４とすることにより、９５〜９８％の脱流率を期待することができる。存在比Ｃｌ／ＳＯＸは、大きければ大きいほど、脱硫率の上昇が見込まれる。しかし、Ｃｌ／ＳＯＸ＞４とすることにより、９５〜９８％の脱硫率が見込まれることから、採用の上限を例えば、Ｃｌ／ＳＯＸ＝５のようにと設定することができる。実用的には、第一段のバグフィルタ１に導入される排ガスは、０．８＜Ｃｌ／ＳＯＸ＜２．５の範囲で運用すれば、安定した脱硫性能を維持することができる。
図２で観測されるような事実に関しては、ＣａがＣｌと反応し、すみやかに形成されるＣａＣｌ２粒子が、何らかの機序によって、ＳＯＸとＣａとの反応を促進していることが推測される。けだし、Ｃｌが存在しない系での脱硫率は、１０％に満たないことを経験しているためである。
【００３０】
図２で概念的に示されるような傾向に従って、第一段のバグフィルタ１での脱硫が行われる。
例えば、１０００ｐｐｍのＨＣｌ、５００ｐｐｍのＳＯＸが存在する排ガスの場合、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＝２である。第一段のバグフィルタ１の出口でＨＣｌ：２０ｐｐｍ、ＳＯＸ：５０ｐｐｍに低減することができたとする。このような出口段階の排ガスでは、モル比（Ｃｌ／ＳＯＸ）が０．５に満たず、脱硫率は低下している。
【００３１】
そこで、先に説明したように第一段のバグフィルタ１をバイパスした一部の排ガスを、バイパスライン７から、第二段のバグフィルタ２に導入する。
バイパス率を１０％とすると、第二段のバイパスフィルタの入口で、モル比Ｃｌ／ＳＯＸが１．２となり、Ｃｌ／ＳＯＸ＞０．５を満足し、好適な範囲に脱硫率を維持することができる。これによって、第二段のバグフィ２の出口で、ＨＣｌ：２ｐｐｍ以下、ＳＯＸ：１０ｐｐｍとすることができる。このようにして、ＳＯＸの濃度を極低濃度とすることができる。
なお、一般的に、第二段のバグフィルタ２の入口で、Ｃｌ／ＳＯＸ＞０．５〜２．０とすることが好適である。
【００３２】
第２の実施の形態
図３に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第２実施の形態を概念的に示す。
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と装置構成は、ほぼ同様である。第１の実施の形態と相違する点は、第二段のバグフィルタに対し、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤に加え、重曹を投入している点である。
特段の深度脱硫を行うことが要求される場合に、この手法を採用することができる。重曹の添加割合は、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤と重曹との合計に対し、０．１〜０．５（量基準）の範囲である。
【００３３】
第３の実施の形態
図４に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第３実施の形態を概念的に示す。
第３の実施の形態では、第１又は第２の実施の形態の装置構成に対し、第一段のバグフィルタ１の後流に、ＳＯＸ濃度計８と、ＨＣｌ濃度計９とを設置している。第３の実施の形態では、これらの濃度計８、９での検出結果に基づき、モル比Ｃｌ／ＳＯＸが所定の範囲に維持されるように、ライン７からの排ガスのバイパス量を決定し、コントロールバルブ１０を制御するようにしている。
第二段のバグフィルタ２に導入される排ガス中のモル比Ｃｌ／ＳＯＸを０．５〜２．０の範囲に保つことにより、高い脱硫率を得ることができる。
【００３４】
第４の実施の形態
図５に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第４実施の形態を概念的に示す。
第４の実施の形態では、第１〜第３のいずれかの実施の形態の装置構成に対し、第二段のバグフィルタ２の後流に、ＳＯＸ濃度計１１を設けている。なお、ＳＯＸ濃度計８、ＨＣｌ濃度計９、及びコントロールバルブ１０は、第１〜第３の実施の形態に応じて備えることができ、図中では省略している。
第４の実施の形態では、ＳＯＸ濃度計１１で検出されるＳＯＸ濃度が、計画値を下回るように、コントロールバルブ１２の開度を制御し、第二段のバグフィルタ２へのＣａ（カルシウム）系アルカリ剤の供給量を制御する。
これによって、安定して高い脱硫率を得ることができる。
【００３５】
第５の実施の形態
図６に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第５実施の形態を概念的に示す。
第５の実施の形態では、第１〜第４のいずれかの実施の形態の装置構成に対し、第一段のバグフィルタ１の下部から排出されるバグフィルタ捕集灰の一部を抜き出し、第二段のバグフィルタ２の上流で排ガス中に供給することとしている。そのための供給ライン１３を備えている。捕集灰中に含まれるＣａＣl２を活用し、これによって、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤の使用量を低減することとしている。
なお、ＳＯＸ濃度計８、１１、ＨＣｌ濃度計９、コントロールバルブ１０、１２も第１〜第４の形態に応じて備えることができ、図中では省略している。
【００３６】
第６の実施の形態
図７に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第６実施の形態を概念的に示す。
第６の実施の形態では、第１〜５のうち、いずれかの実施の形態に係る装置構成において、上流の燃焼炉１４に、ＲＤＦ（Refuse Derived Fuel、ごみ燃料）、アルカリ土類金属塩化物、及びアルカリ塩化物から選ばれた少なくとも一種を投入することとしている。これによってＨＣｌガスの濃度を補足することができる。
なお、図７は、図１の実施の形態に相当するもののみ、代表的に図示している。
【００３７】
第７の実施の形態
図８に、本発明に係る乾式脱硫方法を実施するための装置について、第７実施の形態を概念的に示す。
第７の実施の形態は、第１の実施の形態で設けたバイパスライン７を設けず、捕集灰の供給ライン１３のみを設けている。第７の実施の形態では、捕集灰中に含まれる反応性生物ＣａＣｌ２を活用することによって、上記第二段のバグフィルタへの投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整する。
なお、第７実施の形態でも、ＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計を第一段のバグフィルタの後流に設け、コントロールバルブを備えることにより、第３の実施の形態と同様の制御を行うことができる。また、ＳＯＸ濃度計を第二段のバグフィルタの後流に設け、コントロールバルブを備えることにより、第４の実施の形態と同様の制御を行うことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 第一段のバグフィルタ
２ 第二段のバグフィルタ
３、４、５、６、７ ライン
８、１１ ＳＯＸ濃度計
９ ＨＣｌ濃度計
１０、１２ コントロールバルブ
１３ 捕集灰供給ライン
１４ 燃焼炉
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯＸ濃度が高く、塩素及び／又は塩素化合物をガス成分として含む排ガスを乾式脱硫するための乾式脱硫方法であって、第一段のバグフィルタに導入される上記排ガスに、Ｃａ系アルカリ剤を投入し、第一段の乾式脱硫を行うステップと、
該第一段の乾式脱硫を行うステップを経て、第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行いつつ、Ｃａ系アルカリ剤を投入し、第二段の乾式脱硫を行うステップであって、上記第二段のバグフィルタへの投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整するようにしたステップと
を含むことを特徴とする乾式脱硫方法。
【請求項２】
上記第一段のバグフィルタに導入される排ガスの一部をバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスすることにより、上記第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行うことを特徴とする請求項１の乾式脱硫方法。
【請求項３】
上記第二段のバグフィルタに、Ｃａ系アルカリ剤に加え、重曹を投入することを特徴とする請求項１又は２の乾式脱硫方法。
【請求項４】
上記第一段のバグフィルタの後流に設けられたＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計による検出結果に基づき、上記第一段のバグフィルタをバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスされる排ガスのバイパス量を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの乾式脱硫方法。
【請求項５】
上記第二段のバグフィルタの後流に設けられたＳＯＸ濃度計で検出されるＳＯＸ濃度が、計画値を下回るように、上記第二段のバグフィルタへのＣａ系アルカリ剤の供給量を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの乾式脱硫方法。
【請求項６】
上記第一段のバグフィルタの下部から排出されるバグフィルタ捕集灰の一部を抜き出し、上記第二段のバグフィルタの上流で排ガス中に供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの乾式脱硫方法。
【請求項７】
上流の燃焼炉に、ごみ燃料、アルカリ土類金属塩化物、及びアルカリ塩化物から選ばれた少なくとも一種を投入することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの乾式脱硫方法。
【請求項８】
上記第一段のバグフィルタを経た排ガスが、第二段のバグフィルタに導入する前に、捕集灰を投入し、排ガスをバイパスして供給しないことを特徴とする請求項１の乾式脱硫方法。
【請求項９】
ＳＯＸ濃度が高く、塩素及び／又は塩素化合物をガス成分として含む排ガスを乾式脱硫するための乾式脱硫装置であって、導入される上記排ガスに、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤が投入され、第一段の乾式脱硫を行う第一段のバグフィルタと、第一段の乾式脱硫を経て導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行いつつ、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤が投入され、第二段の乾式脱硫を行う第二段のバグフィルタとを備え、上記第二段のバグフィルタへの投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整するように構成してなることを特徴とする乾式脱硫装置。
【請求項１０】
上記第一段のバグフィルタをバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスすることにより、上記第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行うことを特徴とする請求項９の乾式脱硫装置。
【請求項１１】
上記第二段のバグフィルタが、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤に加え、重曹を投入されることを特徴とする請求項９又は１０の乾式脱硫装置。
【請求項１２】
上記第一段のバグフィルタの後流にＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計を設け、ＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計による検出結果に基づき、排ガスのバイパス量を決定することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかの乾式脱硫装置。
【請求項１３】
上記第二段のバグフィルタの後流にＳＯＸ濃度計を備え、ＳＯＸ濃度計で検出されるＳＯＸ濃度が、計画値を下回るように、第二段のバグフィルタへのＣａ（カルシウム）系アルカリ剤の供給量を制御することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかの乾式脱硫装置。
【請求項１４】
上記第一段のバグフィルタの下部から排出されるバグフィルタ捕集灰の一部を抜き出し、上記第二段のバグフィルタの上流で排ガス中に供給するラインを備えることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかの乾式脱硫装置。
【請求項１５】
上流の燃焼炉に、ごみ燃料、アルカリ土類金属塩化物、及びアルカリ塩化物から選ばれた少なくとも一種を投入することを特徴とする請求項９〜１４のいずれかの乾式脱硫装置。
【請求項１６】
上記第一段のバグフィルタを経た排ガスが、上記第二段のバグフィルタに導入する前に、捕集灰中のみを投入するラインを備え、排ガスをバイパスして供給しないことを特徴とする請求項９の乾式脱硫装置。
【請求項１】
ＳＯＸ濃度が高く、塩素及び／又は塩素化合物をガス成分として含む排ガスを乾式脱硫するための乾式脱硫方法であって、第一段のバグフィルタに導入される上記排ガスに、Ｃａ系アルカリ剤を投入し、第一段の乾式脱硫を行うステップと、
該第一段の乾式脱硫を行うステップを経て、第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行いつつ、Ｃａ系アルカリ剤を投入し、第二段の乾式脱硫を行うステップであって、上記第二段のバグフィルタへの投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整するようにしたステップと
を含むことを特徴とする乾式脱硫方法。
【請求項２】
上記第一段のバグフィルタに導入される排ガスの一部をバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスすることにより、上記第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行うことを特徴とする請求項１の乾式脱硫方法。
【請求項３】
上記第二段のバグフィルタに、Ｃａ系アルカリ剤に加え、重曹を投入することを特徴とする請求項１又は２の乾式脱硫方法。
【請求項４】
上記第一段のバグフィルタの後流に設けられたＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計による検出結果に基づき、上記第一段のバグフィルタをバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスされる排ガスのバイパス量を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの乾式脱硫方法。
【請求項５】
上記第二段のバグフィルタの後流に設けられたＳＯＸ濃度計で検出されるＳＯＸ濃度が、計画値を下回るように、上記第二段のバグフィルタへのＣａ系アルカリ剤の供給量を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの乾式脱硫方法。
【請求項６】
上記第一段のバグフィルタの下部から排出されるバグフィルタ捕集灰の一部を抜き出し、上記第二段のバグフィルタの上流で排ガス中に供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの乾式脱硫方法。
【請求項７】
上流の燃焼炉に、ごみ燃料、アルカリ土類金属塩化物、及びアルカリ塩化物から選ばれた少なくとも一種を投入することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの乾式脱硫方法。
【請求項８】
上記第一段のバグフィルタを経た排ガスが、第二段のバグフィルタに導入する前に、捕集灰を投入し、排ガスをバイパスして供給しないことを特徴とする請求項１の乾式脱硫方法。
【請求項９】
ＳＯＸ濃度が高く、塩素及び／又は塩素化合物をガス成分として含む排ガスを乾式脱硫するための乾式脱硫装置であって、導入される上記排ガスに、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤が投入され、第一段の乾式脱硫を行う第一段のバグフィルタと、第一段の乾式脱硫を経て導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行いつつ、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤が投入され、第二段の乾式脱硫を行う第二段のバグフィルタとを備え、上記第二段のバグフィルタへの投入比Ｃｌ／ＳＯＸが、モル比でＣｌ／ＳＯＸ＞０．５となるように調整するように構成してなることを特徴とする乾式脱硫装置。
【請求項１０】
上記第一段のバグフィルタをバイパスして上記第二段のバグフィルタにバイパスすることにより、上記第二段のバグフィルタに導入される排ガスに、Ｃｌの補給を行うことを特徴とする請求項９の乾式脱硫装置。
【請求項１１】
上記第二段のバグフィルタが、Ｃａ（カルシウム）系アルカリ剤に加え、重曹を投入されることを特徴とする請求項９又は１０の乾式脱硫装置。
【請求項１２】
上記第一段のバグフィルタの後流にＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計を設け、ＳＯＸ濃度計、ＨＣｌ濃度計による検出結果に基づき、排ガスのバイパス量を決定することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかの乾式脱硫装置。
【請求項１３】
上記第二段のバグフィルタの後流にＳＯＸ濃度計を備え、ＳＯＸ濃度計で検出されるＳＯＸ濃度が、計画値を下回るように、第二段のバグフィルタへのＣａ（カルシウム）系アルカリ剤の供給量を制御することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかの乾式脱硫装置。
【請求項１４】
上記第一段のバグフィルタの下部から排出されるバグフィルタ捕集灰の一部を抜き出し、上記第二段のバグフィルタの上流で排ガス中に供給するラインを備えることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかの乾式脱硫装置。
【請求項１５】
上流の燃焼炉に、ごみ燃料、アルカリ土類金属塩化物、及びアルカリ塩化物から選ばれた少なくとも一種を投入することを特徴とする請求項９〜１４のいずれかの乾式脱硫装置。
【請求項１６】
上記第一段のバグフィルタを経た排ガスが、上記第二段のバグフィルタに導入する前に、捕集灰中のみを投入するラインを備え、排ガスをバイパスして供給しないことを特徴とする請求項９の乾式脱硫装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２３６６８（Ｐ２０１２−２２３６６８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９０９６９（Ｐ２０１１−９０９６９）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（５０１３７０３７０）三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（５０１３７０３７０）三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
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